Выращивание кристаллов методом Чохральского

жүктеу 202 Kb.

бет	1/6
Дата	04.01.2022
өлшемі	202 Kb.
	#31643

1 2 3 4 5 6

Выращивание кристаллов методом Чохральского

Оборудование для выращивания монокристаллического кремния Установка состоит из следующих блоков (см. рис. 2): печь

Выращивание кристаллов методом Чохральского
Основы теории роста монокристалла

Большинство кремниевых кристаллов выращивается по методу Чохральского.

Идея метода получения кристаллов по Чохральскому заключается в росте монокристалла за счет перехода атомов из жидкой или газообразной фазы вещества в твердую фазу на их границе раздела (см. рис. 1). Применительно к кремнию этот процесс может быть охарактеризован как однокомпонентная ростовая система жидкость - твердое тело.

Скорость роста V определяется числом мест на поверхности растущего кристалла для присоединения атомов, поступающих из жидкой фазы, и особенностями переноса на границе раздела. Условия теплопереноса на границе раздела фаз с использованием макропараметров можно записать в виде уравнения:

L*dm/dt + k_l*(dT/dx)₁*A₁= k_s*(dT/dx)₂*A₂, где

L - удельная теплота плавления кристалла,

dm/dt -скорость перехода вещества в новое состояние,

T - температура,

k_l, k_s - коэффициенты теплопроводности жидкости и кристалла,

(
dT/dx)₁, (dT/dx)₂ - градиенты температуры в переходном слое и в твердом кремнии,

A₁, A₂ - коэффициенты, пропорциональные площади изотерм.

Максимальная скорость вытягивания кристалла Vмакс не превышает мгновенную скорость кристаллизации и при условии отсутствия изменения градиента температуры в переходном слое задается уравнением:

Vмакс=(ks/L*)*(dT/dx), где

 - плотность кремния в твердом состоянии.

Поскольку скорость вытягивания V и диаметр пластины влияют на концентрацию дефектов и распределение примеси, то в технологическом процессе ее оптимизируют. Обычно скорость вытягивания кристаллического слитка кремния составляет величину порядка 1 мм/мин, т. к. при больших скоростях вытягивания происходит резкое уменьшение температуры кристалла, приводящее к конденсации в нем точечных дефектов, которые не успевают подвергнуться процессу закалки и образуют впоследствии дислокационные петли.

Оборудование для выращивания монокристаллического кремния

Установка состоит из следующих блоков (см. рис. 2):

печь, включающая в себя тигель (8), контейнер для поддержки тигля (14), нагреватель (15), источник питания (12), камеру высокотемпературной зоны (6) и изоляцию (3, 16);
жүктеу 202 Kb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3 4 5 6